Интерфейс USB приобретает все большую популярность как коммуникационный интерфейс для связи устройств с ПК, и современные компьютеры зачастую не имеют привычного и хорошо изученного интерфейса RS-232. Популярность интерфейса USB обусловлена многими причинами:
- высокая скорость обмена, высокая помехозащищенность;
- управление потоком данных, контроль целостности и исправление ошибок;
- возможность разветвления через хабы и подключения большого количества устройств;
- возможность получения питания от шины;
- универсальность шины – возможность подключения разноплановых устройств (клавиатура, принтер, модем);
- автоматическая идентификация и конфигурирование системы, Plug and Play.
Однако все еще есть факторы, сдерживающие массовое использование USB разработчиками устройств на микроконтроллерах, основными из которых являются:
- необходимость программирования драйверов для Windows;
- сравнительно малая распространенность микроконтроллеров со встроенным интерфейсом USB.
Компания Microchip выпускает линейку микроконтроллеров имеющих встроенный интерфейс USB, кроме того, компания полностью поддерживает разработку приложений на базе данных микроконтроллеров: выпускает отладочные наборы, например DM164127 и DM164126, снабжает разработчиков бесплатными примерами, библиотеками и документацией.
Данные отладочные наборы, выполненые на базе микроконтроллера PIC18F14K50 с интегрированным USB интерфейсом, значительно упрощают процесс разработки устройства и в несколько этапов вы сможете создать свое устройство, например, USB измеритель температуры, USB акселерометр, USB логгер, преобразователь интерфейса USB – RS-232.
Целью данного проекта была разработка миниатюрной периферийной платы с USB интерфейсом с базовым компонентом PIC18F14K50, своего рода упрощенный вариант вышеприведенных отладочных плат, но чтобы поддерживалась работа с библиотеками USB и примерами предоставляемыми компанией Microchip.
Микроконтроллер PIC18F14K50 имеет малое количество выводов, но отличается внушительной спецификацией:
- интерфейс USB 2.0;
- технология nanoWatt (ток потребления в режиме Sleep 24 нА);
- 16 КБайт Flash-память;
- 768 Байт RAM;
- 10-битный АЦП;
- ШИМ;
- несколько режимов тактирования.
Принципиальная схема довольно простая.
Список компонентов
| Обозначение в схеме |
Описание, номинал |
| U1 | Микроконтроллер PIC18F14K50, корпус: SSOP/SOIC 20-выводный |
| R1 | 10 кОм |
| R2 | 1 кОм |
| LED1 | Светодиод красного цвета свечения |
| C1 | 10 мкФ |
| C2 | 100 нФ |
| C3, C4 | 22 пФ |
| C5 | 0.22 мкФ |
| DCIN | Коннектор для подключения питания |
| JP1, JP2, JP4 | Коннектор с сигалами линий ввода/вывода микроконтроллера |
| JP3 | Коннектор для подключения PICkit3 |
| USB | USB коннектор |
Как вы заметили отсутствует кнопка Reset, т.к. в ней нет необходимости.
Получившаяся миниатюрной печатная плата, может быть как подключена к макетной плате, так и использоваться в качестве отдельного модуля.
Так как плата миниатюрная, на ней невозможно было промаркировать назначение выводов и коннекторов, поэтому была разработана карта выводов.
Для подключения к макетной плате используются коннекторы, которые расположены снизу платы.
После сборки были проведены эксперименты и тесты, благодаря которым выяснилось, что плата является очень функциональной и простой в использовании. Сохранилась работоспособность оригинальных проектов и примеров от компании Microchip. Для программирования микроконтроллера используется разъем внутрисхемного программирования (JP3) и программатор/отладчик PICkit3.
Пример использования периферийной платы совместно с RFID считывателе на макетной плате
Дополнительные материалы:
USB библиотеки и примеры от компании Microchip - скачать
Отладочные наборы DM164127, DM164126: руководство пользователя - скачать
